長(zhǎng)線纜為什么會(huì)產(chǎn)生靜電危害，如何進(jìn)行規(guī)避

眾所周知，幾乎所有的電子元器件都是對(duì)靜電敏感的，如果處理不當(dāng)，將惡化元器件的性能，甚至造成徹底損壞。在低溫干燥的環(huán)境中，極易產(chǎn)生靜電，當(dāng)然靜電主要還是通過摩擦產(chǎn)生的。除了我們所熟知的靜電產(chǎn)生的原因外，還有一種情況容易被忽略，那就是長(zhǎng)線纜的電荷積聚。長(zhǎng)線纜為什么會(huì)產(chǎn)生靜電危害，在哪些場(chǎng)景下會(huì)產(chǎn)生靜電危害，以及如何進(jìn)行規(guī)避，這些將是本文要重點(diǎn)介紹的內(nèi)容。

除非特別說明，下文中的線纜都是指射頻同軸線纜。

線纜生產(chǎn)過程中電荷是如何積聚的？

簡(jiǎn)單地講，射頻同軸線纜的結(jié)構(gòu)由內(nèi)到外依次為：內(nèi)導(dǎo)體、填充介質(zhì)、外導(dǎo)體(屏蔽層)以及保護(hù)層。在線纜生產(chǎn)過程中，為了檢測(cè)填充介質(zhì)是否雜質(zhì)超標(biāo)，是否存在受外力導(dǎo)致的畸變等缺陷，需要對(duì)其進(jìn)行介質(zhì)耐壓測(cè)試。在整個(gè)線纜生產(chǎn)環(huán)節(jié)中，介質(zhì)耐壓測(cè)試是保證線纜質(zhì)量的關(guān)鍵一環(huán)，是必不可少的。

根據(jù)同軸線纜的材質(zhì)和尺寸，介質(zhì)耐壓測(cè)試所需要的電壓不同，但通常都在kV級(jí)別。圖1給出了介質(zhì)耐壓測(cè)試的連接圖，采用DC進(jìn)行測(cè)試，待測(cè)線纜的外導(dǎo)體與高壓“+”端子相連，內(nèi)導(dǎo)體與地端子相連。如果填充介質(zhì)中存在缺陷，將無法承受高壓而被擊穿，同時(shí)檢測(cè)儀表會(huì)給出報(bào)錯(cuò)信息。

圖1. 同軸線纜介質(zhì)耐壓測(cè)試連接圖

正是在介質(zhì)耐壓測(cè)試的過程中，才完成了內(nèi)、外導(dǎo)體上電荷的積聚。因?yàn)橥S線纜內(nèi)、外導(dǎo)體及填充介質(zhì)實(shí)際構(gòu)成了一個(gè)電容器，當(dāng)在內(nèi)、外導(dǎo)體之間施加高壓直流時(shí)，就相當(dāng)于對(duì)該電容進(jìn)行充電，其等效電路圖如圖2所示。如果沒有及時(shí)對(duì)線纜放電，那么內(nèi)導(dǎo)體和外導(dǎo)體上均帶有電荷。電荷的多少取決于所施加的電壓，以及同軸線纜等效電容Ce的大小，而等效電容又正比于同軸線纜的長(zhǎng)度。因此，當(dāng)對(duì)長(zhǎng)達(dá)幾十米甚至更長(zhǎng)的線纜完成介質(zhì)耐壓測(cè)試后，內(nèi)導(dǎo)體上將會(huì)積聚大量的電荷。如果不進(jìn)行妥善處理，無疑會(huì)對(duì)與之接觸的器件或者測(cè)試設(shè)備帶來不可挽回的損害。

圖2. 介質(zhì)耐壓測(cè)試等效電路圖

積聚電荷的危害及預(yù)防措施

絕大多數(shù)射頻測(cè)試場(chǎng)景中，都不會(huì)涉及上述電荷積聚的問題，但是有一個(gè)非常典型的場(chǎng)景就是線纜生產(chǎn)測(cè)試。如前所述，線纜生產(chǎn)過程中會(huì)進(jìn)行介質(zhì)耐壓測(cè)試，這會(huì)導(dǎo)致內(nèi)導(dǎo)體帶有大量的電荷。為了保證同軸線纜的性能和質(zhì)量，除了要進(jìn)行上述介質(zhì)耐壓測(cè)試外，通常還要測(cè)試特征阻抗及阻抗不連續(xù)性，檢測(cè)線纜是否存在斷點(diǎn)，有時(shí)還需要焊接轉(zhuǎn)接頭做成線纜組件，那么測(cè)試線纜組件的插損及端口駐波比等參數(shù)也是必不可少的。

以上這些電參數(shù)測(cè)試，需要使用TDR和VNA。完成介質(zhì)耐壓測(cè)試這一道工序之后，直接進(jìn)行這些電氣參數(shù)的測(cè)試，那就要小心了，如果不釋放掉內(nèi)導(dǎo)體上的積聚電荷，很容易燒壞測(cè)試設(shè)備。經(jīng)常聽到線纜廠家抱怨“TDR和VNA怎么這么脆弱”，為什么測(cè)試線纜時(shí)又燒壞了TDR模塊，又燒壞了VNA。

其實(shí)，儀表都是有防靜電等級(jí)設(shè)計(jì)的，尤其是VNA。在操作人員防靜電措施得當(dāng)?shù)那闆r下，之所以會(huì)燒壞儀表，多數(shù)都是因?yàn)閮?nèi)導(dǎo)體積聚的電荷引起的。當(dāng)將帶有電荷的同軸線纜與測(cè)試設(shè)備相連接時(shí)，電荷會(huì)通過測(cè)試設(shè)備的模擬通道流向整個(gè)系統(tǒng)的參考地，如果電荷量足夠大，將會(huì)直接燒壞模擬前端部件。還有一點(diǎn)需要注意，無論是靜電放電，還是上述的積聚電荷放電，其對(duì)設(shè)備通道的損傷具有累積效應(yīng)——即使一次放電燒不壞模擬通道，但放電次數(shù)多了，模擬通道慢慢就壞掉了。

如何規(guī)避這種情況呢？

如果要防止積聚的電荷燒壞測(cè)試設(shè)備，必須要在連接測(cè)試設(shè)備之前進(jìn)行放電。放電的方法很簡(jiǎn)單：將短路器(比如VNA的Short校準(zhǔn)件)連接于射頻線纜，這樣可以保證內(nèi)外導(dǎo)體相接，將其置于實(shí)驗(yàn)室接地端子上即可完成放電！

值得一提的是，還要預(yù)防這樣一種情況，同軸線纜生產(chǎn)后進(jìn)行了介質(zhì)耐壓測(cè)試，而且做成了比較長(zhǎng)的線纜組件，但是之后并沒有再進(jìn)行任何測(cè)試。這種情況下，線纜內(nèi)導(dǎo)體也極為可能帶有大量電荷。在使用之前，強(qiáng)烈建議先對(duì)這種長(zhǎng)線纜進(jìn)行放電，以防止對(duì)其它電子器件或者設(shè)備產(chǎn)生危害。

以上便是要給大家分享的內(nèi)容，希望對(duì)大家有所幫助~~

責(zé)任編輯：xj

原文標(biāo)題：射頻同軸線纜也可能是靜電危害的罪魁禍?zhǔn)祝?/p>

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